间伐对干热河谷细叶云南松次生林生长的影响

吴东山，冯源恒，徐荣勋，杨章旗，李 鹏，唐森生，杨柳琴，韦秋思，韩俊学，黄 玲

（1.广西壮族自治区林业科学研究院 广西马尾松工程技术研究中心，广西南宁 530002；2.广西壮族自治区国有雅长林场，广西百色 533200）

在森林培育过程中，集约化经营是提高次生林木材产量和质量的重要途径，而密度控制是开展集约化经营的关键措施之一。林分密度决定林木间竞争强度，对于林分生长速度和林分蓄积有重要的影响。适宜的林分密度可促进林分生产力的提高和优良干材的形成。根据不同培育目标确定次生林合理的密度具有重要的意义。

细叶云南松（Pinus yunnanensisvar.tenuifolia）是云南松南盘江流域红水河上游干热河谷的一个变种。细叶云南松耐干旱和瘠薄，树干通直，出材率高，产脂性能优良，是干热河谷地带重要的植被恢复及材脂两用树种，主要分布于贵州、广西和云南三省交界海拔400～1 200 m 的河谷地带，并沿河谷形成纯林或针阔混交林[1-2]。长期以来，对细叶云南松天然林的过度采伐，导致细叶云南松林分面积和蓄积量急剧减少，细叶云南松建筑材资源几近枯竭[3]。潘婷[4]和罗红叶[5]的研究表明，细叶云南松为林分乔木层的主要组成部分，生产潜力突出。目前，对细叶云南松的研究主要集中于松脂成分的定性分析[6]、生材材性及木材干燥特性[7-8]、生长规律[9]、林分生物量[10]、天然种源林遗传多样性分析[11]及地理分布和环境的关系[12]等，对于细叶云南松天然次生中龄林的研究仍未见报道。吴敏等[13]通过对72年生细叶云南松天然林进行研究，发现28年时材积生长仍未达到数量成熟；细叶云南松中龄林生长期较长。中龄林为次生林的主要林分组成，研究中龄期的密度栽培措施有助于提高林分产量。本文以细叶云南松次生中龄林为材料，结合广西细叶云南松分布区土壤的肥力特性[14]，开展中龄林间伐，分析影响林木生长的主要因子及促进林木生长的最佳密度，可为细叶云南松中龄林优质建筑材高效培育技术模式提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于广西壮族自治区国有雅长林场（104°10′ ～ 107°10′E，23°50′ ～ 25°40′N），地处云贵高原东南边缘，是广西丘陵向云贵高原过渡的山原地带。属桂西中热带季风气候，深受季风环流和焚风效应共同影响，海洋湿润气团盛行于夏季，大陆寒冷气团盛行于冬季，并且由于山势高大，地形较复杂，形成了中热带山地独特气候。试验地热量充沛，冬短夏长，干湿季节较明显；年均气温16.8 ℃，最高气温38.0 ℃，最低气温-3 ℃，年均降水量1 058 mm，年均蒸发量1 484.7 mm，年均相对湿度约82%。土壤多由砂页岩风化的残积母质发育而成，海拔800 m以上为黄壤，800 m以下为红壤，500 m以下较干热的地方则为褐红壤。

1.2 材料与方法

2018年，在雅长林场益来分场4 林班，选择16年生的细叶云南松次生林进行间伐，间伐前林分密度为825 株/hm2。采用随机区组设计，间伐后密度分别为465 株/hm2（A）、585 株/hm2（B）和705 株/hm2（C），以不间伐（825 株/hm2）为对照（CK），共4 个处理，每处理重复4 次。小区间设置两排隔离带，小区面积为22 m×30 m。2018—2020年定株观测胸径、树高、冠幅和枝下高等数据，采用实际测量值计算冠高比、高径比和冠径比的平均值。按照文献[15]计算林分平均胸径及平均高。将林木径级分为小径级（径级≤12 cm）、中径级（14 cm ≤径级≤20 cm）、中大径级（22 cm ≤径级≤26 cm）和大径级（径级≥28 cm）4 个等级。按广西细叶云南松二元材积公式求算单株材积，乘上径阶株数得径阶材积，累计各径阶材积得蓄积量。间伐前细叶云南松林分平均蓄积为81.68 m3/hm2。

单株材积（V，m3）计算公式为[10]：

V=0.504 412×10-4D1.943725H0.977397

式中，D为胸径（cm）；H为树高（m）。

1.3 数据处理

采用SAS软件[15]进行方差分析及多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 林分密度对细叶云南松胸径和树高生长的影响

间伐后第1年，不同密度林分的胸径差异不显著；间伐后第2～3年，不同密度林分的胸径差异显著（P<0.05）（表1）。间伐后第1～3年，A 密度林分的胸径最大，显著大于CK（P<0.05），分别比CK 高出12.05%、14.03%和14.86%；其次为C 密度林分，分别比CK 高出8.43%、11.70%和14.29%；B 密度林分最小，分别比CK 高出7.83%、11.11%和13.14%（表2）。不同密度林分胸径随着间伐时间延长而增加。不同密度林分间伐后第1～2年的胸径增长量分别为0.9、1.1和1.1 cm；间伐后第2～3年的增长量分别为0.6、0.8 和0.9 cm，C 密度林分胸径年增长量最大。表明C密度林分的胸径生长状况最优。造林密度越大，林木个体间的竞争越激烈，会限制部分个体的生长。对高密度林分进行适度的间伐可以促进林木胸径生长。

间伐后第1～3年，不同密度林分的树高差异不显著。间伐后第1年，C 密度林分树高和CK 无差别，间伐后第2～3年，C 密度林分的树高分别比CK高1.68%和4.06%。间伐后第1 ～ 3年，A 和B 密度林分的树高均低于CK，表明间伐后低密度林分树高的生长较差。不同密度林分树高随着间伐时间延长而增加。不同密度林分间伐后第1～2年的树高增长量分别为0.7、0.8 和0.8 m；间伐后第2～3年的增长量分别为0.6、0.5和0.7 m，C密度林分树高年增长量最大。

2.2 林分密度对细叶云南松单株材积的影响

间伐后第1～2年，不同密度林分的单株材积差异不显著；间伐后第3年，不同密度林分的单株材积差异显著（P< 0.05）（表1）。间伐后第1年，C 密度林分的单株材积最大（0.149 m3），比CK 高出17.32%；其次为A 密度林分（0.143 m3），比CK 高出12.60%，均显著高于CK（P<0.05）；B 密度林分最小（0.136 m3），比CK 高出7.09%（表2）。间伐后第2年，C 密度林分的单株材积最大（0.178 m3），比CK 高出25.35%。间伐后第3年，A、B 和C 密度林分分别比CK 高出23.03%%、21.71%和35.52%，C 密度林分的单株材积最大。不同密度林分单株材积随着间伐时间延长而增加。不同密度林分间伐后第1～2年的单株材积增长量分别为为0.025、0.028 和0.029 m3，间伐后第2 ～ 3年的增长量分别为0.019、0.021 和0.028 m3。C 密度林分的单株材积年增长量最大。

表1 不同密度林分间伐后3年生长性状的方差分析Tab.1 Variance analysis on growth characteristics of stands with different densities in three years after thinning

表2 不同密度林分间伐后3年生长情况Tab.2 Growth situation of stands with different densities in three years after thinning

续表2 Continued

2.3 林分密度对细叶云南松蓄积量的影响

林分蓄积量在间伐后1～2年差异不显著，在第3年差异显著（表1）。间伐后第1年，C 密度林分蓄积量最大（104.754 m3/hm2），比CK 高出0.02%；间伐后第2年，C 密度林分蓄积量最大（125.684 m3/hm2），比CK 高出7.70%；间伐后第3年，C 密度林分蓄积量最大（145.214 m3/hm2），比CK 高出15.19%。密度A和B 林分在间伐后第1～3年蓄积量均小于CK。不同密度林分蓄积量随着间伐时间延长而增加。不同密度林分间伐后第1～2年的蓄积量增长量分别为11.311、16.429和20.930 m3/hm2，间伐后第2～3年的增长量分别为9.169、12.523 和19.530 m3/hm2。C密度林分的蓄积量年增长量最大。

2.4 林分密度对细叶云南松干形的影响

冠高比在间伐后3年内差异不显著。间伐后第1 ～ 2年，B 密度林分的冠高比均最大，CK 均最低；间伐后第3年，A 密度林分的冠高比最大，这表明冠高比在不同密度间的变化趋势不一致。除C密度林分外，不相同密度林分的冠高比随着间伐时间延长而减少。不同密度林分的高径比和冠径比在间伐后第1年差异均不显著；间伐后第2年，高径比差异不显著，冠径比差异显著（P<0.05）；间伐后第3年，两者均差异显著（P<0.05）。不同密度林分的高径比和冠径比随着间伐时间延长而增加。说明密度越大，林分的自然整枝越好，林分的密度效应初步形成。

2.5 林分密度对不同径级林木分布的影响

间伐后第3年，随着密度的增加，小径级株数比例增大，大径级株数比例变低（表3）。间伐后第3年，不同密度林分的中径级林木比例高；CK 比例最大（58.18%），其次为C密度林分（57.44%），与B密度林分（55.13%）差异不显著。B密度林分中大径级林木比例最大（33.33%），其次为C密度林分（30.85%），与A密度林分（30.00%）差异不显著。

表3 间伐后第3年不同径级林木分布比例Tab.3 Percentage of plant distribution in different diameter classes in the third year after thinning(%)

2.6 林分密度对不同径级蓄积量的影响

间伐后第3年，中径级的林分蓄积量随林分密度的增加而增加，大径级相反。CK中径级蓄积量最大（9.394 m3），显著高于A 和B 密度林分（P<0.05）；其次为C 密度林分（8.816 m3）。C 密度林分中大径级的蓄积量最大（9.268 m3），显著高于其他密度（P<0.05），其次为B 密度林分（7.361 m3），A 密度林分最小（4.911 m3）。C 密度林分中径级的出材量足，且中大径级林分蓄积量最大，林分结构合理。因此，培育中大径级建筑用材时宜选择C密度，能获得最大的出材量。

表4 间伐后第3年不同径级林分蓄积量Tab.4 Accumulation of stands in different diameter classes in the third year after thinning(m3)

3 讨论与结论

林分生产力与基因型有关，还与林木对其生长空间的利用有关。在栽培过程中，可通过合理的栽培措施提高林木对养分的利用，以提高林分生产力。目前，细叶云南松资源保护、开发与利用较为薄弱，阻碍细叶云南松树种的可持续发展。通过间伐试验，发现密度过疏或过密都不利于木材的快速增产。本研究结果表明，间伐后第3年，生长量最好的林分密度为705 株/hm2，单株材积为0.206 m3，林分蓄积量为145.214 m3/hm2。林木的冠高比、高径比和冠径比是林分自然整枝效果和干形饱满度的直接反映。通过间伐可以对林分的干形进行调控，实现林分的良性生长。不同密度林分间伐后第1～3年，高径比和冠径比随着时间延长而增大。培育大径材为目标时，应选择合适的间伐强度，降低树干尖削度。在中大径级中，C 密度林分的蓄积量最大，高于B 密度林分；在中径级的蓄积量也高于B 密度林分。培育中大径级建筑材原料林的适宜密度为705株/hm2。

该技术模式适用于目前细叶云南松的主要种植区广西南盘江-红水河流域上游地区。在地质及土壤发育有差异的地区，应根据当地土壤的营养元素状况对施肥量进行调整。中龄林至成熟林阶段，基于经济与生态效益的考虑，应着力开展林下复层混交林培育技术研究，选择适合的混交树种及混交比例。